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幸运28:版纳植物园揭示蒸散拆分与根系吸水特性的关系和特征

版纳植物园揭示蒸散拆分与根系吸水特性的关系和特征

  确定作物的蒸腾/蒸散比例(T/ET)及其在不同生育期根系获取土壤水的深度,是发展节水农业的重要环节。作为全球最大的耗水群体,农业灌溉每年消耗70%以上的淡水资源。节水灌溉要求合理控制与作物产量无关、无效的土壤蒸发,其核心的问题之一是准确量化蒸腾幸运28/蒸散比例(T/ET,而确定作物水分来源的深度则直接关乎着灌溉制度的优化。以往独立开展蒸散拆分或水分来源的研究较多,而同时关注二者的关系及特征,显然能够为优化农田管理提供重要科学依据。

  为了定量评价作物的蒸腾/蒸散比例(T/ET及其根系的土壤水分获取深度,中国科学院西双版纳热带植物园生态水文研究组助理研究员杨斌等科研人员,以我国华北冬小麦农田为例,依据改进的Shuttleworth-Wallace模型(SWH模型)和微型蒸渗仪(Micro-Lysimeter)实现了对冬小麦不同生育期的蒸散拆分。同时,基于氢、氧稳定同位素(δDδ18O)技术量化了冬小麦根系获取不同深度土壤水分的季节及日变化动态。研究结果表明,SWH模型拆分的结果与Micro-Lysimeter观测数据的结果吻合效果良好;冬小麦整个生长季内,蒸腾/蒸散比例平均为71.4%(变化范围13.4%~87.0%);基于作物茎秆水、土壤水的δDδ18O特征分析,表明冬小麦生长季内幸运2878.1 ± 8.9%的水分获取来自0~50 cm的土壤层;在日尺度上,根系会在午后(12:00~18:00 LST)获取更多的深层土壤水(20~50 cm);整个生长季内,土壤蒸发耗水约为107.8 mm,其中55.8%损失于生长后期的灌浆期。该研究结果为区域农业的可持续发展提供了重要参考。

  相关结果以Coupling evapotranspiration partitioning with root water uptake to identify the water consumption characteristics of winter wheat: A case study in the North China Plain 为题发表在农林类国际期刊Agricultural and Forest Meteorology上。该研究得到了国家基金(31700560幸运28)、云南省中青年学术带头人后备人才(2014HB042)、版纳植物园“135”方向一(2017XTBG-F01)的资助。

  论文链接 

 

冬小麦不同生育期的耗水特征 (单位: mm)